二氧化錳電化學(xué)電容器電極材料的制備及性能研究.pdf

1、電化學(xué)電容器是一種具有顯著優(yōu)點(diǎn)的新型能源存儲(chǔ)器件，電極材料是影響其性能的重要因素，二氧化錳則是其中一種極具發(fā)展?jié)摿Φ碾姌O材料，課題采用溶膠-凝膠法制備二氧化錳，采用液相沉淀法向二氧化錳中摻雜稀土元素鑭，希望得到比表面積大、電化學(xué)性能好、比容量高的二氧化錳電極材料。 采用正交試驗(yàn)、單因素試驗(yàn)和對(duì)比分析試驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)方法，研究了溶膠一凝膠法和液相沉淀法中工藝參數(shù)對(duì)二氧化錳組織結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。采用化學(xué)分析、掃描電鏡、X射線衍射等實(shí)

2、驗(yàn)手段分析二氧化錳的組織結(jié)構(gòu)和形貌，采用循環(huán)伏安、恒流充放電及自放電等測(cè)試方法分析二氧化錳的電化學(xué)性能。 實(shí)驗(yàn)得出溶膠一凝膠法制備二氧化錳的最佳工藝參數(shù)為：n(檸檬酸)：n(醋酸錳)=0.5:1，C<,0>=0.1 mol/L，pH≈6，反應(yīng)溫度約為60℃，350℃焙燒3小時(shí)并且經(jīng)硫酸高溫酸化處理。所制備的二氧化錳顆粒較小，比表面積大，電容特性較好，循環(huán)穩(wěn)定性高；比電容C=159.5 F·g<'-1>(I<,d>=5 mA)，隨

3、著放電電流的增大，比容量有所衰減，大電流放電性能有待提高。 液相沉淀法制備過(guò)程中，在未調(diào)pH值的情況下推測(cè)得到MnO<,1.88>，MnO<,1.88>具有比MnO<,2>更好的電化學(xué)性能。向MnO<,1.88>中摻雜稀土元素La，La以離子的形式嵌入二氧化錳晶格中。摻雜后，二氧化錳電極表現(xiàn)出較好的電容特性和功率特性。不同配比的摻雜對(duì)二氧化錳的電化學(xué)性能影響較大，當(dāng)Mn:La摻雜比例為5:1(摩爾比)時(shí)，二氧化錳電極具有更好的電